超高壓線路的無(wú)人機(jī)巡視技術(shù)與應(yīng)用

秦博

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，超高壓線路開始遍布人們生活的方方面面，為了保障安全，必須對(duì)線路進(jìn)行全方位無(wú)死角的巡視，由于某些線路的特殊位置，人工巡視就變的特別困難，甚至不可能實(shí)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)技術(shù)可彌補(bǔ)這方面的缺陷，無(wú)人機(jī)可在空中對(duì)超高壓線路進(jìn)行巡視，并監(jiān)測(cè)及航拍，將有關(guān)數(shù)據(jù)及資料傳到地面專門控制的平臺(tái)，大大的提高了工作效率。文章以多旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)為例，對(duì)無(wú)人機(jī)在巡視中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行描述。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)技術(shù)；超高壓線路；應(yīng)用；優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）27-0007-02

1 引 言

我們國(guó)家地緣遼闊，電氣化現(xiàn)在已經(jīng)遍布各個(gè)角落，超高壓的輸電線路也是越來(lái)越密集，甚至許多偏遠(yuǎn)山區(qū)也已經(jīng)告別了煤油燈時(shí)代。既然線路已經(jīng)布設(shè)好了，那么就必須要做到實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，保證其的暢通性，畢竟超高壓線路都在野外，像大風(fēng)大雪等一些惡劣天氣，泥石流地震等自然災(zāi)害包括人為的偷盜破壞設(shè)施都會(huì)對(duì)高壓線路的正常運(yùn)行造成威脅，其造成的后果是不可估量的。因此做好高壓線路的檢測(cè)和維護(hù)是利國(guó)利民的大事。鑒于線路的廣泛性，如果全都指望人力去實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肯定是不現(xiàn)實(shí)的，像修建在偏遠(yuǎn)山區(qū)的高壓線路塔是無(wú)法通過(guò)人力去進(jìn)行檢測(cè)的，這就給我們管理人員帶來(lái)了極大的困難。隨著科技的發(fā)展許多的國(guó)內(nèi)外電力部門將目光投向了無(wú)人機(jī)的研究，如果把無(wú)人機(jī)應(yīng)用到高壓線路的檢測(cè)和維護(hù)上，那么工作效率必將會(huì)大大的提高，也克服了一些人力無(wú)法觸及的盲區(qū)，所以，將無(wú)人機(jī)如何很好的融入到高壓線路檢測(cè)維護(hù)中是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

2 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成及分類

無(wú)人機(jī)作為一個(gè)新興事物，現(xiàn)在已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，比如環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)，航拍任務(wù)等。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要包括飛機(jī)機(jī)體、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。飛控系統(tǒng)又稱為飛行管理與控制系統(tǒng)，相當(dāng)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的“心臟”部分，對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實(shí)時(shí)性等都有重要影響，對(duì)其飛行性能起決定性的作用；數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)可以保證對(duì)遙控指令的準(zhǔn)確傳輸，以及無(wú)人機(jī)接收、發(fā)送信息的實(shí)時(shí)性和可靠性，以保證信息反饋的及時(shí)有效性和順利、準(zhǔn)確的完成任務(wù)。發(fā)射回收系統(tǒng)保證無(wú)人機(jī)順利升空以達(dá)到安全的高度和速度飛行，并在執(zhí)行完任務(wù)后從天空安全回落到地面。

無(wú)人機(jī)分固定翼無(wú)人機(jī)、單旋翼無(wú)人機(jī)、多旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)三種，應(yīng)用比較廣泛的要數(shù)多旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)，相比固定翼無(wú)人機(jī)的體積大、沒(méi)法懸停及操作困難及單旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)的抗風(fēng)的能力差及起飛的重量小、懸停的穩(wěn)定低等缺陷，多旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)具有體積較中等，運(yùn)輸起來(lái)攜帶很方便，性價(jià)比也高，可抗5級(jí)自然風(fēng)，起飛載重可滿足常規(guī)攝像和拍照設(shè)備的要求，帶有陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)，懸停穩(wěn)定度高，單次滯空時(shí)間30 min左右，可滿足日常巡檢和故障排查的需求，操作難度不高，容易使用等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)綜合評(píng)比，在運(yùn)維檢修過(guò)程中建議引入電動(dòng)力的多旋翼無(wú)人機(jī)巡線。如圖1所示。

3 電動(dòng)力多旋翼無(wú)人機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)

3.1 工作效率高

超高壓線路普遍分散在人工很難到達(dá)的地方，因受到特殊的地理環(huán)境以及人員本身的綜合素質(zhì)以及天氣的影響，巡視就變的不但效率很低而且周期也會(huì)特別長(zhǎng)，更重要的是，巡視出來(lái)的數(shù)據(jù)也不一定精確。此時(shí)，無(wú)人機(jī)巡視技術(shù)就顯得特別高效，相比較人工日均巡視五公里的長(zhǎng)度，無(wú)人機(jī)一個(gè)小時(shí)就可巡視二十到三十公里的長(zhǎng)度。最重要的是無(wú)人機(jī)可以沿著導(dǎo)線來(lái)飛行，地形沒(méi)法限制住無(wú)人機(jī)的巡視。而且無(wú)人機(jī)可以巡視到人工很難看到的缺陷問(wèn)題而且可以很大程度的降低人工勞動(dòng)的強(qiáng)度。采用無(wú)人機(jī)還可以避免傷害到工作人員，提高工作的安全系數(shù)，最大限度的增加工作的效率。

3.2 無(wú)人機(jī)可將紅外線測(cè)溫和可見光的巡視這兩個(gè)工作 一起完成

無(wú)人機(jī)的巡線是利用了紫外線、紅外及GPS導(dǎo)航、3G視頻進(jìn)行檢測(cè)，可精確的對(duì)線路的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。若缺陷出現(xiàn)，巡檢的人員及時(shí)將消息傳給運(yùn)維的單位，對(duì)超高壓線路的正常運(yùn)行有影響的隱患及缺陷可以予以消除，可確保線路的安全運(yùn)行。比如陜西省的超高壓線路，由于其惡劣的氣候變化以及外地的破壞等因素可影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，這時(shí)候運(yùn)用無(wú)人機(jī)，它不但科技含量很高而且巡視的效率也很高，可有效保障電網(wǎng)的安全。

3.3 可對(duì)故障針對(duì)性排查

由于多旋翼無(wú)人機(jī)具有易于操控、云臺(tái)的控制、巡航以及懸停等多項(xiàng)功能，所以可以對(duì)特定的位置進(jìn)行近距離的精準(zhǔn)高清晰度的巡視，這樣可以定點(diǎn)對(duì)可疑的故障進(jìn)行排查及定位，提高排查的效率，縮短排查故障的時(shí)間。

3.4 可以將視頻實(shí)時(shí)接入國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)一的輸變電監(jiān)測(cè)的 主站系統(tǒng)及視頻平臺(tái)

因?yàn)闊o(wú)人機(jī)有專門的接入的插件，這樣就可以實(shí)時(shí)的將信息傳回，可現(xiàn)場(chǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的問(wèn)題進(jìn)行解決。

4 無(wú)人機(jī)在運(yùn)維檢修中的應(yīng)用

多旋翼電動(dòng)力無(wú)人機(jī)可在日常的巡檢及應(yīng)急性的搶修過(guò)程中，運(yùn)用高精度的飛行控制系統(tǒng)，低速的懸?；蛘唢w行近距離的去靠近輸電線路，精細(xì)的對(duì)隱患及故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，最大限度消除隱患，通過(guò)制定合適的搶修及巡檢方案對(duì)人力和物力進(jìn)行節(jié)省、對(duì)搶修的時(shí)間進(jìn)行縮短。

在使用電動(dòng)力多旋翼無(wú)人機(jī)的時(shí)候，不需要額外補(bǔ)充人力及器械，也沒(méi)有安全問(wèn)題，直接就可以精細(xì)的對(duì)搶修中遇到的各種故障及隱患點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而監(jiān)測(cè)的對(duì)象可以覆蓋想要覆蓋的所有位置，很多工作的人員沒(méi)有辦法到達(dá)和很難到的地方都可以監(jiān)測(cè)到，這樣，可以為平臺(tái)管理的人員下提高真實(shí)詳細(xì)的數(shù)據(jù)為決策和指揮提供參考數(shù)據(jù)。如圖2和圖3所示。

5 無(wú)人機(jī)的應(yīng)用推廣

超高壓線路的無(wú)人機(jī)巡視技術(shù)在運(yùn)維檢修中的應(yīng)用，在陜西省乃至西北整個(gè)地區(qū)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也屬于第一次，所以工作人員明顯缺乏操作及實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)在控制過(guò)程中也非常復(fù)雜，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在前期的應(yīng)用推廣過(guò)程中最好采用租用的方式，每次巡檢維護(hù)的過(guò)程中，全部由廠家派專門的技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)及操作，并在巡視之后提供巡視的記錄報(bào)表、高清的圖片及視頻以及工作的報(bào)告等一系列文件資料。在此過(guò)程中，工作人員也要多學(xué)習(xí)，并由廠家提供技術(shù)服務(wù)和培訓(xùn)，使工作人員慢慢的可以自己操作。對(duì)超高壓線路進(jìn)行巡視原則上一年開展一次，要要充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)靈活性特點(diǎn)要和季節(jié)性的特點(diǎn)緊密進(jìn)行結(jié)合，對(duì)不同季節(jié)不同時(shí)段的線路進(jìn)行巡視，通過(guò)無(wú)人機(jī)在不同地理環(huán)境下進(jìn)行巡視的記錄，將經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行積累，為以后全面的進(jìn)行推廣打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)人機(jī)在超高壓線路巡視中的廣泛應(yīng)用是我們對(duì)于人工智能實(shí)際應(yīng)用的一次成功的案例。依靠其方便操控，靈活性高，對(duì)于作業(yè)環(huán)境要求不高的幾大優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障線路，從而得到及時(shí)的處理，很好的完成了對(duì)于線路的檢測(cè)和維護(hù)，將風(fēng)險(xiǎn)和損失盡可能的降到最低點(diǎn)，不僅節(jié)省了人力物力，還大大的提高了工作效率。

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